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    12．镍是有机合成的重要催化剂．某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质）．某学习小组设计如图流程利用含镍催化剂废品制备硫酸镍晶体：

    几种难溶碱开始沉淀和完全沉淀的pH：
    沉淀物开始沉淀完全沉淀
    Al（OH）33.85.2
    Fe（OH）32.73.2
    Fe（OH）27.69.7
    Ni（OH）27.19.2
    回答下列问题：
    （1）溶液①中含金属元素的离子是AlO2-．
    （2）用离子方程式表示加入双氧水的目的2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O．
    双氧水可以用下列物质替代的是A．
    A．氧气        B．漂白液        C．氯气        D．硝酸
    （3）操作b调节溶液pH范围为3.2≤pH＜7.1．
    （4）操作a和c需要共同的玻璃仪器是玻璃棒．
    上述流程中，防止浓缩结晶过程中Ni2+水解的措施是保持溶液呈酸性．
    （5）如果加入双氧水量不足或“保温时间较短”，对实验结果的影响是产品中混有绿矾．操作c的名称：蒸发浓缩，冷却结晶．

    分析 流程分析，某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质），碱浸过滤得到固体加入酸浸过滤加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子和铝离子全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液PH2-3防止镍离子水解，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4•7H2O晶体，
    （1）根据废料成分知，碱和铝、氧化铝反应，溶液中含有偏铝酸根离子；
    （2）根据数据表知，应将亚铁离子转化成铁离子除去，加入双氧水氧化亚铁离子生成铁离子，不引入新杂质．用漂白液（主要成分次氯酸钠）、氯气、硝酸替代双氧水会引入新杂质，所以用氧气替代双氧水；
    （3）调节溶液pH使Fe3+完全沉淀，使Ni2+不沉淀；
    （4）过滤、蒸发都需要用玻璃仪器：玻璃棒，氢氧化镍难溶于水，在结晶过程中，硫酸镍可能水解，保持溶液较强酸性，抑制镍离子水解；
    （5）如果加入双氧水不足，或反应时间较短，亚铁离子不能完全转化成铁离子，产品中会混有硫酸亚铁晶体；从硫酸镍溶液里得到晶体，可采取冷却结晶的方法．

    解答 解：流程分析，某化工厂有含镍催化剂废品（主要成分是镍，杂质是铁、铝单质及其化合物，少量难溶性杂质），碱浸过滤得到固体加入酸浸过滤加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子，调节溶液PH使铁离子和铝离子全部沉淀，镍离子不沉淀，过滤后调节溶液PH2-3防止镍离子水解，通过蒸发浓缩，冷却结晶，过滤洗涤得到NiSO4•7H2O晶体，
    （1）碱和铝、氧化铝均能反应，溶液中含有的含有金属的离子是偏铝酸根离子，
    故答案为：AlO2-；
    （2）亚铁离子具有还原性，双氧水具有氧化性，加入双氧水是为了氧化亚铁离子成为铁离子，离子反应方程式为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，漂白液（主要成分次氯酸钠）、氯气、硝酸替代双氧水会引入新杂质，故此替代试剂为氧气，
    故答案为：2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O；A；
    （3）由表格可知，氢氧化铁的沉淀范围为，2.7-3.2，镍离子的沉淀范围是7.1-9.2，为了除去铁离子，但不沉淀镍离子，需要调节pH范围为：3.2≤pH＜7.1，
    故答案为：3.2≤pH＜7.1；
    （4）操作a是过滤得到固体和滤液，c是蒸发浓缩得到晶体过滤得到NiSO4•7H2O，操作a、c中均需使用的仪器为玻璃棒；
    镍离子水解呈酸性，溶液始终保持酸性可以抑制其水解，
    故答案为：玻璃棒；保持溶液呈酸性；
    （5）如果加入双氧水不足，或反应时间较短，亚铁离子不能完全被氧化成铁离子，产品中混有绿矾；
    根据分析可知操作c的名称是：蒸发浓缩，冷却结晶，
    故答案为：产品中混有绿矾；蒸发浓缩，冷却结晶．

    点评 本题考查制备方案的设计，涉及离子反应方程式书写、盐的水解原理、氧化还原反应、化学实验基本操作方法等知识，为高考常见题型和高频考点，根据流程名称实验原理为解答关键，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及化学实验能力．

    练习册系列答案
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    科目：高中化学 来源： 题型：解答题

    13．As2O3在医药、电子等领域有重要应用．某含砷元素（As）的工业废水经如图1流程转化为粗As2O3．

    （1）“碱浸”的目的是将废水中的H3AsO3和H3AsO4转化为盐．H3AsO4转化为Na3AsO4反应的化学方程式是H3AsO4+3NaOH═Na3AsO4+3H2O．
    （2）“氧化”时，1mol AsO33-转化为AsO43-至少需要O20.5mol．
    （3）“沉砷”是将砷元素转化为Ca5（AsO4）3OH沉淀，发生的主要反应有：
    a．Ca（OH）2（s）?Ca2+（aq）+2OH-（aq）△H＜0
    b．5Ca2++OH-+3AsO43-?Ca5（AsO4）3OH△H＞0
    研究表明：“沉砷”的最佳温度是85℃．
    用化学平衡原理解释温度高于85℃后，随温度升高沉淀率下降的原因是温度升高，反应a平衡逆向移动，c（Ca2+）下降，反应b平衡逆向移动，Ca5（AsO4）3OH沉淀率下降．
    （4）“还原”过程中H3AsO4转化为H3AsO3，反应的化学方程式是H3AsO4+H2O+SO2═H3AsO3+H2SO4．
    （5）“还原”后加热溶液，H3AsO3分解为As2O3，同时结晶得到粗As2O3．As2O3在不同温度和不同浓度硫酸中的溶解度（S）曲线如图2所示．为了提高粗As2O3的沉淀率，“结晶”过程进行的操作是调硫酸浓度约为7mol•L-1，冷却至25℃，过滤．
    （6）下列说法中，正确的是abc（填字母）．
    a．粗As2O3中含有CaSO4
    b．工业生产中，滤液2可循环使用，提高砷的回收率
    c．通过先“沉砷”后“酸化”的顺序，可以达到富集砷元素的目的．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    3．Q、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是金属元素，X的焰色反应呈黄色．五种元素核电荷数之和为54，W、Z最外层电子数相同，Z的核电荷数是W的2倍．工业上一般通过电解氧化物的方法获得Y的单质．则下列说法不正确的是（　　）
    A．原子半径：X＞Y＞Z＞Q＞W
    B．最高价氧化物对应的水化物的酸性：Z＜Q
    C．Q和W可形成原子个数比为1：1和2：1的化合物
    D．X、Y和W三种元素形成的化合物的水溶液呈碱性

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    20．等物质的量的Na和Al两种金属加入足量的水中，生成26.88L（标准状况下）的气体，则下列描述不正确的是（　　）
    A．金属Al无剩余B．有白色沉淀生成
    C．所得气体全部为氢气D．Na的物质的量是0.6mol

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    科目：高中化学 来源： 题型：填空题

    7．治理环境污染、改善生态坏境已成为全人类的共识．
    ①在煤中加入适从的石灰石作脱硫剂，可以减少硫酸型酸雨的发生．脱硫后产生的废料中含有的CaSO4（填化学式）可用于制造建筑材料．
    ②天然水中的杂质较多，常需加入明矾、氯化铁、漂白粉等处理后才能作为生活用水，氯化铁净水原理的离子方程式为Fe3++3H2O?Fe（OH）3（胶体）+3H+．漂白粉能杀菌消毒，其有效成分是Ca（ClO）2（填化学式）．
    ③某工业废水中含有的铊（Tl+）具有高毒性，处理时常加入NaClO溶液，将 T1+转化为Tl3+，该反应中氧化剂是NaClO（填“T1+”或“NaClO”），同时加入适量氨水以调节水体的pH，从而将Tl3+转化为难溶的Tl（OH）3（填化学式）沉淀除去．

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    17．25℃时，用0.100mol/L的盐酸滴定10.00mL0.100mol/L的Na2CO3溶液，滴定曲线如图所示．下列说法正确的是（　　）
    A．a、d 两点溶液中水电离出的c（H+）：a＜d
    B．b点溶液存在：c（CO32-）+c（HCO3-）+c（H2CO3）=0.100mol/L
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    D．b点溶液加水稀释过程中，溶液的pH不断升高

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    4．如图是四种常见有机物的比例模型示意图．有关下列说法正确的是（　　）
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    B．乙可与溴水发生取代反应而使溴水褪色
    C．丙的二氯取代物同分异构体数与其四氯取代物的相等
    D．1mol 乙或丁完全燃烧都消耗3mol O2，故二者互为同系物

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    1．短周期A、B、C、D、E五种主族元素，原子序数依次增大，B、C、E最外层电子数之和为11，A原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，C是同周期中原子半径最大的元素，工业上一般通过电解氧化物的方法获得D的单质，E单质是制备太阳能电池的重要材料．下列说法正确的是（　　）
    A．相同质量的C和D单质分別与足量稀盐酸反应时，后者生成的氢气多
    B．C与D的最高价氧化物对应的水化物的碱性相比，后者更强
    C．不用电解氯化物的方法制备单质D是由于其氯化物的熔点高
    D．简单离子半径：B＜C

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    科目：高中化学 来源： 题型：选择题

    2．某新型电池，以NaBH4（B的化合价为+3价）和H2O2作原料，该电池可用作深水勘探等无空气环境电源，其工作原理如图所示．下列说法不正确的是（　　）
    A．每消耗3mol H2O2，转移6mol e-
    B．电池工作时Na+从b极区移向a极区
    C．b极上的电极反应式为：H2O2+2e-═2OH-
    D．a极上的电极反应式为：BH4-+8OH--8e-═BO2-+6H2O

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